静电放电保护装置与方法制造方法及图纸

技术编号:7268684 阅读:175 留言:0更新日期:2012-04-15 13:01
本发明专利技术是有关于一种静电放电保护装置与方法。该静电放电保护装置,用以防护操作在电源电压下的内部电路,并包括防护单元与控制单元。防护单元用以提供放电路径,以将来自焊垫的静电信号导通至接地线。防护单元依据其控制端的电压位准而调整用以决定放电路径导通与否的持有电压与触发电压。当电源电压被供应时,控制单元将输入电压导通至防护单元的控制端,以致使防护单元提高放电路径的持有电压与触发电压。当电源电压不被供应时,控制单元利用静电信号将防护单元的控制端切换至浮接状态,以致使防护单元降低放电路径的持有电压与触发电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,特别是涉及一种可调整与放电路径相关的持有电压与触发电压的。
技术介绍
静电放电(electrostatic discharge, ESD)是自非导电表面的静电移动的现象, 其会造成集成电路中的半导体与其它电路组成的损害。例如,当在地毯上行走的人体、在封装集成电路的机器或测试集成电路的仪器等常见的带电体,接触到芯片时,将会向芯片放电,此静电放电的瞬间功率有可能造成芯片中的集成电路损坏或失效。为了防止集成电路因静电放电现象而损坏,在集成电路中都会加入静电放电保护装置的设计。一般而言,静电放电保护装置有许多的设计方式,其中一种常见的方式就是利用串接的两级N型晶体管,来达到静电放电保护的作用,其中串接的两级N型晶体管的栅极端皆偏压在固定的电压。然而,此种架构所提供的放电路径的持有电压(holding voltage) 往往小于10. 5伏特。因此,当内部电路操作时,过度电性应力(electrical overstress, EOS)事件往往会因持有电压过低而不断地发生,进而影响内部电路的操作。由此可见,上述现有的在产品结构、方法与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的,而不影响内部电路的正常操作,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,克服现有的静电放电保护装置存在的缺陷,而提供一种新的静电放电保护装置,所要解决的技术问题是使其可用以避免内部电路遭受到静电信号的影响,并且还可维持内部电路的正常操作,非常适于实用。本专利技术的另一目的在于,克服现有的静电放电保护方法存在的缺陷,而提供一种新的静电放电保护方法,所要解决的技术问题是使其可用以避免内部电路遭受到静电信号的影响,从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种静电放电保护装置,用以防护内部电路,其中内部电路操作在一电源电压下,并通过焊垫接收输入电压,且静电放电保护装置包括防护单元与控制单元。防护单元用以提供放电路径,以将来自焊垫的静电信号导通至接地线。此外,防护单元具有控制端,且防护单元依据控制端的电压位准而调整用以决定放电路径导通与否的持有电压与触发电压。另一方面,当电源电压被供应时,控制单元将输入电压导通至防护单元的控制端,以致使防护单元提高放电路径的持有电压与触发电压。此外,当电源电压不被供应时,控制单元更利用静电信号将防护单元的控制端切换至浮接状态或是一接地状态,以致使防护单元降低放电路径的持有电压与触发电压。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的静电放电保护装置,其中所述的控制单元包括第一电容、第一 N型晶体管、 第一反相器、以及第一隔离电路。其中,第一电容的第一端电性连接至焊垫。第一 N型晶体管的漏极端电性连接第一电容的第二端,第一 N型晶体管的源极端电性连接接地线,且第一N型晶体管的栅极端用以接收电源电压。第一反相器配置在焊垫与接地线之间,且第一反相器的输入端电性连接第一电容的第二端。再者,第一隔离电路的第一端电性连接第一反相器的输出端,第一隔离电路的第二端电性连接防护单元的控制端,且第一隔离电路在其第一端的电压位准大于其第二端的电压位准时导通其第一端与第二端。前述的静电放电保护装置,其中所述的控制单元更包括第一 P型晶体管。其中第一 P型晶体管的源极端电性连接焊垫,第一 P型晶体管的漏极端电性连接第一电容的第二端,第一P型晶体管的栅极端电性连接第一反相器的输出端。前述的静电放电保护装置,其中所述的第一反相器包括一第二 P型晶体管,其源极端电性连接该焊垫,该第二 P型晶体管的漏极端用以作为该第一反相器的输出端,且该第二P型晶体管的栅极端用以作为该第一反相器的输入端;以及一第二N型晶体管,其漏极端电性连接该第二 P型晶体管的漏极端,该第二 N型晶体管的源极端电性连接该接地线,且该第二 N型晶体管的栅极端电性连接该第二 P型晶体管的栅极端。前述的静电放电保护装置,其中所述的第一隔离电路由一第一二极管所构成,且该第一二极管的阳极端用以作为该第一隔离电路的第一端,该第一二极管的阴极端用以作为该第一隔离电路的第二端。前述的静电放电保护装置,其中所述的第一隔离电路由多个第二二极管所构成, 且该些第二二极管相互串接以形成一二极管串列,且该二极管串列的阳极端用以作为该第一隔离电路的第一端,该二极管串列的阴极端用以作为该第一隔离电路的第二端。前述的静电放电保护装置,其中所述的第一隔离电路由一第三N型晶体管所构成,且该第三N型晶体管的栅极端与漏极端电性相连,以形成该第一隔离电路的第一端,该第三N型晶体管的源极端用以作为该第一隔离电路的第二端。前述的静电放电保护装置,更包括N个第二反相器,该些第二反相器配置在该焊垫与该接地线之间,且该些第二反相器相互串接在该第一反相器的输出端与该第一隔离电路的第一端之间,其中N为大于1的偶数。的前述的静电放电保护装置,更包括M个第三反相器,该些第三反相器配置在该焊垫与该接地线之间,且该些第三反相器相互串接在该第一电容的第二端与该第一反相器的输入端之间,其中M为大于1的偶数。前述的静电放电保护装置,其中所述的防护单元包括一第三二极管、一第四N型晶体管、以及一第五N型晶体管。其中,第三二极管的阳极端电性连接焊垫与内部电路。第四N型晶体管的漏极端电性连接第三二极管的阴极端,且第四N型晶体管的栅极端用以作为防护单元的控制端。此外,第五N型晶体管的漏极端电性连接第四N型晶体管的源极端, 第五N型晶体管的源极端电性连接至接地线,且第五N型晶体管的栅极端耦合至接地线。前述的静电放电保护装置,更包括一第四二极管,其阴极端电性连接该焊垫,该第四二极管的阳极端电性连接该接地线。前述的静电放电保护装置,其中所述的控制单元包括一第三P型晶体管,其源极端电性连接该焊垫;一第六N型晶体管,其漏极端电性连接该第三P型晶体管的漏极端,该第六N型晶体管的源极端电性连接该接地线,且该第六N型晶体管的栅极端用以接收该电源电压;以及一第四反相器,配置在该焊垫与该接地线之间,该第四反相器的输入端电性连接该第六N型晶体管的漏极端,且该第四反相器的输出端电性连接该第三P型晶体管的栅极端以及该防护单元的该控制端。前述的静电放电保护装置,其中所述的控制单元更包括一第二隔离电路,且该第四反相器的输出端通过该第二隔离电路电性连接至该防护单元的该控制端。前述的静电放电保护装置,其中所述的控制单元更包括一第二电容,其中该第二电容的第一端电性连接该焊垫,该第二电容的第二端电性连接该第六N型晶体管的漏极端。本专利技术的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种静电放电保护方法,用以防护一内部电路,其中内部电路操作在一电源电压下,并通过一焊垫接收一输入电压,且静电放电保护方法包括下列步骤通过一防护单元提供从焊垫导通至一接地线的一放电路径,并参照防护单元的一控制端的电压位准而调整用以决定放电路径导通与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王世钰陈彦宇刘玉莲
申请(专利权)人:旺宏电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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